從俄烏開戰(zhàn)以來，以美國為首的歐美二十多個國家聯(lián)合對俄羅斯展開了近六千多項的制裁，包括互聯(lián)網(wǎng)、軟件、關鍵設備進口等，都成為了扼喉之招，那些應用進口設備的機器都處于了停滯狀態(tài)，就是人們常用的蘋果手機，也被實行了區(qū)域性應用關閉……俄羅斯當前面臨的挑戰(zhàn)為我們敲響了警鐘。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是建立在泛IT基礎設施和基礎工業(yè)設備數(shù)據(jù)采集的基礎上的，基礎設備數(shù)據(jù)采集的安全性決定了國家的工業(yè)安全和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全性。在國際政治形勢依然嚴峻的背景下，工業(yè)基礎設備的核心自主國產(chǎn)化是防護國家工業(yè)安全的第一道屏障。所以，從國家工業(yè)安全角度出發(fā)，發(fā)展具有中國特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，必然是要從基礎工業(yè)設備的軟件、關鍵硬件技術實現(xiàn)國產(chǎn)化開始。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過系統(tǒng)構建網(wǎng)絡、平臺、安全三大功能體系，形成人、機、物的全面互聯(lián)，實現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的互聯(lián)互通。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是數(shù)據(jù)的流動、分析和再造，是工業(yè)智能化發(fā)展的核心信息基礎設施，也是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵支撐和重要途徑。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎數(shù)據(jù)采集與處理成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)其自身價值的最重要一環(huán)。在此我們從基礎工業(yè)數(shù)據(jù)采集設備入手來談談傳感器、PLC設備的國產(chǎn)化發(fā)展。
1.大而不強的傳感器
作為與以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為牽頭的智能制造，與此密切相關的傳感器產(chǎn)業(yè)迎來了大好發(fā)展機遇——傳感器是數(shù)據(jù)采集的源頭，它無處不在。無論是智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等，還是智能設備和大數(shù)據(jù)分析，再龐大的智能系統(tǒng)，都要從傳感器“針尖”上開始。
縱觀國內(nèi)傳感器市場的快速增長，其產(chǎn)值主要集中于中低端中小型傳感器市場，掙扎在價格戰(zhàn)的紅海之中，而應用于智能制造的智能化傳感器等高端傳感器市場，當前主要集中在一些國外傳感器廠商。據(jù)2020年9月發(fā)布的《中國傳感器（技術和產(chǎn)業(yè)）發(fā)展藍皮書》（以下簡稱“藍皮書”）統(tǒng)計，汽車傳感器、高端化學類氣體傳感器、光線傳感器、環(huán)境檢測傳感器，對國外進口依賴度都在95%以上。例如，在工業(yè)控制領域，尤其是儀器儀表傳感器，幾乎100%全進口。此外，國內(nèi)傳感器市場不僅紅海競爭激烈，且在工藝研發(fā)方面投入巨大，芯片無法實現(xiàn)自主，基本也依靠進口，進口率高達90%以上。
傳感器作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集一線，其重要意義不言而喻，國產(chǎn)高端智能傳感器品牌與市場占有率的低下，對于未來中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的掣肘之難。可以說，高端傳感器從軟件到核心硬件技術也成為當前中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟肋之一。
2.正在崛起的國產(chǎn)PLC
自20世紀70年代誕生以來，PLC一直是工業(yè)自動化的核心設備，推動著工業(yè)自動化的快速發(fā)展。隨著計算機技術的快速發(fā)展，PLC發(fā)展成為基于計算機技術的帶有數(shù)字采集、儲存和數(shù)據(jù)處理功能的綜合性控制設備，在流程工業(yè)和一些大型項目型工程中廣泛應用。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的崛起，PLC更成為PAAS層平臺重要的核心數(shù)據(jù)采集設備，對于邊緣側的控制優(yōu)化、工業(yè)安全，乃至于云端輕量化有著重要的意義。
縱觀PLC市場發(fā)展，小型PLC準入門檻比較低，技術難度不高，但是同質(zhì)化嚴重和業(yè)內(nèi)競爭較為激烈；大型PLC技術難度很大，其對于平臺穩(wěn)定性的要求很高，另外中大型PLC要需要具備一定的與周邊設備的組網(wǎng)/組態(tài)能力，并且在與下游廠商合作之時還會涉及到數(shù)據(jù)安全相關問題，“技術壁壘、客戶壁壘、資金壁壘與產(chǎn)品排他性壁壘”共同構筑了中大型PLC廠商寬闊的護城河。
在高端PLC的研發(fā)與市場占有率方面，國產(chǎn)高端PLC品牌面臨著比較大的挑戰(zhàn)。在中大型PLC產(chǎn)品方面，國內(nèi)市場依舊以外資品牌為主，西門子、施耐德電氣等歐美PLC廠商憑借多年的行業(yè)經(jīng)驗與研發(fā)優(yōu)勢，具備較強的行業(yè)競爭力，此外這些歐美老牌廠商依托先發(fā)優(yōu)勢已經(jīng)在我國形成了比較明顯的品牌優(yōu)勢和市場優(yōu)勢，占據(jù)了國內(nèi)PLC市場的大部分份額。
然而，作為世界制造基地的中國，PLC擁有廣闊的發(fā)展空間，所以本土國產(chǎn)PLC廠商以浙大中控、和利時等一批國企自主科研為主，開發(fā)了一系列與國外品牌一爭市場的中大型PC產(chǎn)品，還有一批以振興國產(chǎn)品牌，研發(fā)核心技術自主的民營PLC品牌，如以匯川技術、信捷電氣等為代表的PLC國產(chǎn)高端品牌也在持續(xù)發(fā)力，成為國內(nèi)替代進口PLC的最佳選擇。
互聯(lián)網(wǎng)能力的提升是目前PLC技術重要的發(fā)展方向之一，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的單一設備控制、小范圍控制的PLC設備的需求正在逐步縮減，生產(chǎn)規(guī)模的擴大與生產(chǎn)中的規(guī)模效應對大型PLC設備提出了跨設備、跨廠區(qū)的新需求，在5G技術進一步落地的背景之下，技術與需求端倒逼PLC的通訊能力做出提升，“互聯(lián)網(wǎng)+”成為PLC發(fā)展的必經(jīng)之路。
除此之外，人工智能的崛起也要求傳統(tǒng)PLC做出改變，深度學習算法與大數(shù)據(jù)技術將進一步應用于PLC之中，智能生產(chǎn)、優(yōu)化決策、大數(shù)據(jù)賦能、精準執(zhí)行和柔性生產(chǎn)等成為PLC未來發(fā)展的重要方向。
從無到有，由弱到強，沒有什么事情可以將中國難倒的，當然工業(yè)自動化基礎硬件設備也不例外。經(jīng)過二三十年的不懈努力，可以說我們?nèi)〉煤艽蟮某煽儯S著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對于基礎數(shù)據(jù)采集設備提出更高的要求。對此，我們將如何持續(xù)做強做精中國數(shù)據(jù)采集基礎關鍵設備產(chǎn)業(yè)？在編者看來，無外乎政策、人、產(chǎn)業(yè)有序規(guī)范。
一是在政策方面要給予基礎工業(yè)設備以戰(zhàn)略高度的重視，發(fā)展諸如傳感器、PLC等這樣看起來很小，但是很關鍵的基礎設備研發(fā)制造頭部企業(yè)的培育，在資金支持、政策傾斜、市場推廣等方面要給予重點支持，擴大國產(chǎn)品牌影響力。2015年的《中國制造2025》中提出推進信息化與工業(yè)化深度融合的觀點，此外還出臺了一系列關于支持智能制造與工控系統(tǒng)的政策，引導PLC等工控系統(tǒng)發(fā)展。另一方面，相關部門還出臺了《工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全防護指南》和《工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)網(wǎng)絡安全-可編程控制器（PLC）》，通過監(jiān)管政策進一步規(guī)范PLC行業(yè)的發(fā)展。
二是加大專業(yè)人才培養(yǎng)。一方面加強基礎學科的研究，包括材料學、電子科技、信息技術等研究；另一方面，以應用拉動研究，促進科研成果轉化，為研發(fā)提供持續(xù)不斷的資金動力；第三，為國產(chǎn)品牌提供更多的成長機會，在應用中積累、迭代，促進國產(chǎn)品牌的升級轉型，成為具有吸引力的就業(yè)目標。
三是建立國產(chǎn)行業(yè)品牌有序競爭合作機制與規(guī)范。縱觀中國工業(yè)自動化市場的發(fā)展，無論是傳感器還是PLC，中國眾多的企業(yè)都集中技術門檻較氏的中低端產(chǎn)品市場進行價格戰(zhàn)爭，而高端產(chǎn)品和利潤附加值更高的產(chǎn)品服務則牢牢掌握在國外品牌手中。鑒于之前不良的市場發(fā)展秩序，我們要發(fā)展行業(yè)生態(tài)圈合作共贏機制，在行業(yè)協(xié)會或是政府主管單位的主導下，實行同行業(yè)的人才、資源、資金的流動組合，上下游產(chǎn)業(yè)實行技術工藝的無縫融合，給縱橫合作競爭共贏的發(fā)展模式，增強集體市場競爭力。
無疑，國產(chǎn)化是工業(yè)安全的一道有力保障，借著中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的東風，國產(chǎn)工業(yè)自動化基礎數(shù)據(jù)采集設備是該重回原點，重塑根基的時候了。道阻且長,行則將至；行而不輟，未來可期。
